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leetcode 1551 ~ 1600
判断一个数字是否可以表示成三的幂的和

判断一个数字是否可以表示成三的幂的和

难度:

标签:

题目描述

代码结果

运行时间: 26 ms, 内存: 16.0 MB


/*
 * 思路:
 * 1. 使用Stream API来实现逻辑。
 * 2. 我们需要检查一个数是否可以表示为若干个不同的三的幂之和。
 * 3. 从最大的三的幂开始尝试减去它,直到 n 变为 0 或者不能减去。
 * 4. 如果 n 最终为 0,则表示可以表示为不同的三的幂之和,返回 true;否则返回 false。
 */

import java.util.stream.IntStream;

public class Solution {
    public boolean checkPowersOfThree(int n) {
        // 最大的三的幂次下标,计算3^x,x=0,1,2,...
        return IntStream.iterate(1, x -> x * 3)
                        .takeWhile(x -> x <= n)
                        .mapToObj(x -> x)
                        .sorted((a, b) -> b - a)
                        .allMatch(x -> {
                            if (n >= x) {
                                n -= x;
                            }
                            return true;
                        }) && n == 0;
    }
}

解释

方法:

此题解使用了贪心算法的思想。首先,生成了一个列表pre,其中包含了从3^0到3^14的所有三的幂。这是基于题目给定的最大n值10^7,3^14是不超过10^7的最大三的幂。接着,算法从最大的三的幂开始,尝试从n中减去这些三的幂,如果当前的三的幂小于或等于n,那么从n中减去该三的幂,并继续尝试下一个较小的三的幂。这个过程从最大的三的幂开始,直到3^0。最终,如果n减到0,说明n可以完全由不同的三的幂组成,返回true;否则,返回false。

时间复杂度:

O(1)

空间复杂度:

O(1)

代码细节讲解

🦆
如何确定3的幂的最大值为3^14,而不是更大或更小的值来保证覆盖所有可能的n值?
通过计算可知,3^14等于4782969,这是小于10^7的最大的三的幂。考虑到题目给出的n的最大值是10^7,使用3^14足以覆盖所有可能的n,因为任何大于3^14的三的幂都将超过10^7,不会是有效的候选。同时,如果使用小于3^14的最大幂,我们可能无法覆盖所有小于10^7的n值。
🦆
在算法中,如果一个较小的三的幂仍然可以从n中反复减去,是否会影响最终的判断结果?
在此算法中,每个三的幂只能使用一次。算法从最大的三的幂开始,逐一尝试是否可以从n中减去这个三的幂。由于每个三的幂只考虑一次,即便较小的三的幂可以被多次减去,也不会影响结果,因为我们的目标是检查能否仅通过不同的三的幂的和来表示n。
🦆
算法是否考虑了所有三的幂只能使用一次的限制,如果有重复使用的情况,该如何处理?
算法确实考虑了所有三的幂只能使用一次的规则。通过从最大到最小的顺序尝试每个三的幂,并且每个幂只在决定可以减去后使用一次,保证了每个幂的独立使用。如果存在重复使用的情况,则可能需要重新检查算法逻辑,确保每个幂在循环中只被尝试一次。
🦆
在减去三的幂的过程中,是否有可能错过一个合适的组合而导致最终返回false,即使存在一种正确的组合方式?
基于贪心算法的此解法,从最大的幂开始尝试,可以有效地覆盖所有可能的组合。因为如果存在一种正确的组合方式,那么从大到小使用三的幂是符合逻辑的,这样可以最快地减少n的值。理论上,此方法不会错过任何可行的组合,因为它确保了在任何时候都尽可能使用最大可用的幂,从而达到最优解。

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